数字全息重建方法的研究

论文摘要

本文主要包括以下的内容:数字全息的基本原理和应用;利用盖伯变换对In-line全息图进行特征提取;利用序列全息图重建原物体图像。 盖伯变换是一种能够同时给出信号的频率和时间信息的信号处理方法,我们利用盖伯变换,通过调节窗口函数,选择合适的参数,建立各个物理参数之间的关系,模拟结果表明,盖伯角度的正切值与微粒到CCD平面距离之间存在很好的线性关系,所以只要测量全息图盖伯变换谱中的盖伯角度,物体的三维位置便可以被确定,在我们的实验中,CCD记录了光纤的全息图,通过测量全息图盖伯变换谱的盖伯角度得到光纤的位置与实际基本一致,这些结果证明了盖伯变换是一种提取IN-LINE全息图信息的有效手段,在微粒场分析方面有广阔的应用前景。 在同轴数字全息中,由于受到共轭像和直流项的影响,重建的原物体图像比较模糊,影响了对原物体的识别。本文介绍了平均值相减、卷积处理等消除噪声的方法,同时也提出了一种新的重建全息图方法,对直接的逆菲涅耳变换做了一些变化,通过处理一系列的全息图,从而逐步恢复全息图的位相信息,再对复波场进行逆菲涅耳变换就可以得到清晰的原物体图像,本文利用MATLAB语言编写了相应的程序,对模拟的全息图进行分析处理,清晰地再现出了原物场,验证了理论的正确性,与直接的逆菲涅耳变换相比,其细节部分重建得更加清晰。在实验中如采用的是索末菲近似,全息图序列间的距离可缩小,但被记录物体的尺寸将加大,这一方法在三维成像、医用X射线成像等领域将有很高的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 课题研究的背景
• §1.2 数字全息的基本原理
• §1.3 数字全息的应用
• §1.4 MATLAB语言简介
• §1.5 本论文的目的
• §1.6 论文的主要内容
• 第二章 利用盖伯变换进行In-line全息图的特征提取
• §2.1 盖伯变换的基本公式和参数的选择
• §2.2 模拟结果的分析
• §2.3 实验结果的分析
• §2.4 小结
• 第三章 系列全息图重建原物体图像
• §3.1 引言
• §3.2 数字重建方法的研究
• §3.3 菲涅耳近似下的模拟结果
• §3.4 索末菲近似下的实验结果
• §3.5 小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 本文的总结
• 4.2 未来工作的建议与展望
• 发表文章
• 致谢